(57)【要約】【課題】平行光のビームを発生するＸ線生成装置を提供する。【解決手段】所定断面積のＸ線ビームを出射するＸ線源と、このＸ線源から入射したＸ線ビームが表面１１ａ及び裏面１１ｂに沿って結晶内を伝播する方向に側面１１ｃが位置するように配置した第１板状結晶１１と、第１板状結晶１１から入射したＸ線ビームが表面１２ａ及び裏面１２ｂに沿って結晶内を伝播する方向に側面１２ｃが位置するように配置した第２板状結晶１２とを有し、Ｘ線源から出射したＸ線ビームを第１板状結晶１１へ入射し、この第１板状結晶１１の側面１１ｃから出射したＸ線ビームを第２板状結晶１２へ入射し、この第２板状結晶１２の側面１２ｃからＸ線ビームを出射する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶の前記表面へ所定断面積のＸ線ビームを入射し、
該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力すること
を特徴とするＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項２】
前記Ｘ線ビームは、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第１板状結晶に入射されることを特徴とする請求項１記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項３】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することを特徴とする請求項２記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項４】
前記第１板状結晶の前記側面は、前記第１板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項５】
前記Ｘ線ビームは、前記第１板状結晶内を多重反射により伝播することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項６】
前記第１板状結晶の前記側面から出射される前記Ｘ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項７】
前記Ｘ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことを特徴とする請求項６記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項８】
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶の前記表面へ前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームを入射し、
該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力する請求項１乃至７のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項９】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第２板状結晶に入射されることを特徴とする請求項８記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１０】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することを特徴とする請求項９記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１１】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射されることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１２】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１３】
前記第２板状結晶の前記側面は、前記第２板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線ビームは、前記第２板状結晶内を多重反射により伝播することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１５】
前記第２の板状結晶の前記側面から出射される前記Ｘ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることを特徴とする請求項８乃至１４のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１６】
前記Ｘ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第２板状結晶の厚みとほぼ等しいことを特徴とする請求項１５記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項１７】
所定断面積のＸ線ビームを出射するＸ線源と、
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶と、
を有し、
前記Ｘ線源から出射したＸ線ビームを前記第１板状へ入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力すること
を特徴とするＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項１８】
前記Ｘ線は、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第１板状結晶に入射されることを特徴とする請求項１７記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項１９】
前記第１板状結晶の前記側面は、前記第１板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項1７又は１８のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項２０】
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶をさらに有し、前記第１板状結晶から出射したＸ線ビームを前記第２板状結晶へ入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力することを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項２１】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線は、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第２板状結晶に入射されることを特徴とする請求項２０記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項２２】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射されることを特徴とする請求項２０又は２１記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項２３】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小方法。
【請求項２４】
前記第２板状結晶の前記側面は、前記第２板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれかに記載のＸ線ビームの断面積の縮小装置。
【請求項２５】
所定断面積のＸ線ビームを出射するＸ線源と、
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有し、前記Ｘ線源から入射したＸ線ビームが前記表面及び裏面に沿って結晶内を伝播する方向に前記側面が位置するように配置した第１板状結晶と、
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有し、前記第１板状結晶から入射したＸ線ビームが前記表面及び裏面に沿って結晶内を伝播する方向に前記側面が位置するように配置した第２板状結晶と、
を有し、
前記Ｘ線源から出射したＸ線ビームを前記第１板状結晶へ入射し、前記第１板状結晶の前記側面から出射したＸ線ビームを前記第２板状結晶へ入射し、前記第２板状結晶の前記側面からＸ線ビームを出射すること
を特徴とするＸ線生成装置。
【請求項２６】
前記第１板状結晶は、前記Ｘ線源から出射されるＸ線ビームがボルマン効果の生じる入射角度で入射されるように配置されることを特徴とする請求項２５記載のＸ線生成装置。
【請求項２７】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームがボルマン効果の生じる入射角度で入射されるように配置されることを特徴とする請求項２５又は２６記載のＸ線生成装置。
【請求項２８】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することを特徴とする請求項２６又は２７記載のＸ線生成装置。
【請求項２９】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームが、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように配置されることを特徴とする請求項２５乃至２８のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３０】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームが、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように配置されることを特徴とする請求項２５乃至２９のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３１】
前記第１の板状結晶の前記側面は、前記第１の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項２５乃至３０のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３２】
前記第２の板状結晶の前記側面は、前記第２の板状結晶の表前記面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項２５乃至３１のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３３】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることを特徴とする請求項２５乃至３２のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３４】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことを特徴とする請求項３３記載のＸ線生成装置。
【請求項３５】
前記第２板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の寸法は、前記第１及び第２板状結晶の厚みによって定まることを特徴とする請求項２５乃至３４のいずれかに記載のＸ線生成装置。
【請求項３６】
Ｘ線源から所定断面積のＸ線ビームを出射し、
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶へ前記Ｘ線源から出射されたＸ線ビームを所定入射角で入射し、
該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶内でその側面に向かって伝播させ、
前記第１板状結晶内を伝播した該入射Ｘ線ビームを前記側面から出射させ、
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶へ前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームを所定入射角で入射し、
該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶内でその側面に向かって伝播させ、
前記第２板状結晶内を伝播した該入射Ｘ線ビームを前記側面から出射させること
を特徴とするＸ線生成方法。
【請求項３７】
前記Ｘ線源から出射されたＸ線ビームが前記第１板状結晶へ入射される前記所定入射角は、ボルマン効果の生じる入射角度であることを特徴とする請求項３６記載のＸ線生成方法。
【請求項３８】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームが前記第２板状結晶へ入射される前記所定入射角は、ボルマン効果の生じる入射角度であることを特徴とする請求項３６又は３７記載のＸ線生成方法。
【請求項３９】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射されることを特徴とする請求項３６乃至３８のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４０】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることを特徴とする請求項３６乃至３９のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４１】
前記第１の板状結晶の前記側面は、前記第１の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項３６乃至４０のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４２】
前記第２の板状結晶の前記側面は、前記第２の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することを特徴とする請求項３６乃至４１のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４３】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることを特徴とする請求項３６乃至４２のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４４】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことを特徴とする請求項４３記載のＸ線生成方法。
【請求項４５】
前記第２の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることを特徴とする請求項３６乃至４４のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【請求項４６】
前記第２板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の寸法は、前記第１及び第２板状結晶の厚みによって定まることを特徴とする請求項３６乃至４５のいずれかに記載のＸ線生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源から出射されたＸ線ビームの断面積を縮小するＸ線ビームの縮小方法及び装置並びにほぼ平行光の高輝度Ｘ線ビームを生成するＸ線生成装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば蛍光Ｘ線分光法に利用するため、径の小さいＸ線ビームであるいわゆるマイクロビームを生成するＸ線生成装置が提供されている。蛍光Ｘ線分光法は、１次Ｘ線の照射により励起された試料から放射される２次Ｘ線を分光することにより、試料の組成等を分析するものである。この蛍光Ｘ線分光法では、試料をＸ線マイクロビームで走査することにより、例えば試料における元素の分布を観察した「元素マップ」を作成することができる。
【０００３】
図９は、従来のＸ線生成装置の一つの例を示す図である。
【０００４】
このＸ線生成装置において、第１ローランド円Ｃ１上にあるＸ線源１０１から発したＸ線は、湾曲した結晶格子を有するヨハンソン型分光結晶による第１モノクロメータ１０２によって、第２ローランド円Ｃ２上であって、第１ローランド円Ｃ１との交点の近傍に線状に収束するように回折される。この第１モノクロメータ１０２によって回折されたＸ線は、その母線が第１モノクロメータ１０２の母線と垂直になるように配置されたヨハンソン型分光結晶による第２モノクロメータ１０３によって、第３ローランド円Ｃ３上であって第２ローランド円Ｃ２との交点の収束点１０５に点状に収束される。このようなＸ線生成装置については、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
図１０は、従来のＸ線生成装置の他の例を示す図である。
【０００６】
このＸ線生成装置において、Ｘ線源１１１から発したＸ線は、Ｘ線を収束するように湾曲された多数束ねられたキャピラリ１１２によって導かれ、収束点１１３に点状に収束する。このようなＸ線生成装置については、例えば特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開平８−８２６９９号公報
【特許文献２】特公平７−４００８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述のような従来のＸ線生成装置は、Ｘ線ビームを一つの収束点に対して集光するものであった。すなわち、これらのＸ線生成装置から出射されたＸ線ビームは収束光であるため、収束点に近づくとともに集光度が増加し、この収束光は収束点を過ぎると拡散光となって集光度が次第に低下する。したがって、このような装置を用いて所望の集光度のＸ線を試料に照射するためには、試料をＸ線ビームの集光点の近傍に位置させる必要があった。
【０００８】
本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、ほぼ平行光のＸ線ビームを発生することにより、試料のＸ線ビームの光軸方向の位置に関わらず所望の集光度が得られるようにＸ線ビームの断面積を縮小するＸ線ビームの断面積の縮小方法及び装置並びにかかるＸ線ビームを出射するＸ線生成装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本発明に係るＸ線ビームの断面積の縮小方法は、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶の前記表面へ所定断面積のＸ線ビームを入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力するものである。
【００１０】
前記Ｘ線ビームは、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第１板状結晶に入射されることが好ましい。
【００１１】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することが好ましい。
【００１２】
前記第１板状結晶の前記側面は、前記第１板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００１３】
前記Ｘ線ビームは、前記第１板状結晶内を多重反射により伝播することが好ましい。
【００１４】
前記第１板状結晶の前記側面から出射される前記Ｘ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることが好ましい。
【００１５】
前記Ｘ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【００１６】
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶の前記表面へ前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームを入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力することが好ましい。
【００１７】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第２板状結晶に入射されることが好ましい。
【００１８】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することが好ましい。
【００１９】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射が好ましい。
【００２０】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることが好ましい。
【００２１】
前記第２板状結晶の前記側面は、前記第２板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することことが好ましい。
【００２２】
前記Ｘ線ビームは、前記第２板状結晶内を多重反射により伝播することが好ましい。
【００２３】
前記第２の板状結晶の前記側面から出射される前記Ｘ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることが好ましい。
【００２４】
前記Ｘ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第２板状結晶の厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【００２５】
本発明に係るＸ線ビームの断面積の縮小装置は、所定断面積のＸ線ビームを出射するＸ線源と、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶と、を有し、前記Ｘ線源から出射したＸ線ビームを前記第１板状へ入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力することが好ましい。
【００２６】
前記Ｘ線は、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第１板状結晶に入射されることが好ましい。
【００２７】
前記第１板状結晶の前記側面は、前記第１板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００２８】
平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶をさらに有し、前記第１板状結晶から出射したＸ線ビームを前記第２板状結晶へ入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶の前記側面から出射させることにより、前記入射Ｘ線ビームの断面積より小さい断面積を有するＸ線ビームを出力することが好ましい。
【００２９】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線は、ボルマン効果の生じる入射角度で前記第２板状結晶に入射されることが好ましい。
【００３０】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射されるが好ましい。
【００３１】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることが好ましい。
【００３２】
前記第２板状結晶の前記側面は、前記第２板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００３３】
本発明係るＸ線生成装置は、所定断面積のＸ線ビームを出射するＸ線源と、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有し、前記Ｘ線源から入射したＸ線ビームが前記表面及び裏面に沿って結晶内を伝播する方向に前記側面が位置するように配置した第１板状結晶と、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有し、前記第１板状結晶から入射したＸ線ビームが前記表面及び裏面に沿って結晶内を伝播する方向に前記側面が位置するように配置した第２板状結晶と、を有し、前記Ｘ線源から出射したＸ線ビームを前記第１板状結晶へ入射し、前記第１板状結晶の前記側面から出射したＸ線ビームを前記第２板状結晶へ入射し、前記第２板状結晶の前記側面からＸ線ビームを出射するものである。
【００３４】
前記第１板状結晶は、前記Ｘ線源から出射されるＸ線ビームがボルマン効果の生じる入射角度で入射されるように配置されることが好ましい。
【００３５】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームがボルマン効果の生じる入射角度で入射されるように配置が好ましい。
【００３６】
前記ボルマン効果の生じる入射角度の領域は、１０秒の幅を有することが好ましい。
【００３７】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームが、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように配置されるが好ましい。
【００３８】
前記第２板状結晶は、前記第１板状結晶から出射されるＸ線ビームが、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように配置されることが好ましい。
【００３９】
前記第１の板状結晶の前記側面は、前記第１の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００４０】
前記第２の板状結晶の前記側面は、前記第２の板状結晶の表前記面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００４１】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることが好ましい。
【００４２】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【００４３】
前記第２板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の寸法は、前記第１及び第２板状結晶の厚みによって定まることが好ましい。
【００４４】
本発明に係るＸ線生成方法は、Ｘ線源から所定断面積のＸ線ビームを出射し、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第１板状結晶へ前記Ｘ線源から出射されたＸ線ビームを所定入射角で入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第１板状結晶内でその側面に向かって伝播させ、前記第１板状結晶内を伝播した該入射Ｘ線ビームを前記側面から出射させ、平面状の表面及び裏面と、少なくとも一つの平面状の側面とを有する第２板状結晶へ前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームを所定入射角で入射し、該入射Ｘ線ビームを前記第２板状結晶内でその側面に向かって伝播させ、前記第２板状結晶内を伝播した該入射Ｘ線ビームを前記側面から出射させるものである。
【００４５】
前記Ｘ線源から出射されたＸ線ビームが前記第１板状結晶へ入射される前記所定入射角は、ボルマン効果の生じる入射角度であることが好ましい。
【００４６】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームが前記第２板状結晶へ入射される前記所定入射角は、ボルマン効果の生じる入射角度であることが好ましい。
【００４７】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、前記第２板状結晶の表面におけるその断面の長軸方向が前記第２板状結晶の側面の長軸方向と直交するように前記第２板状結晶へ入射されることが好ましい。
【００４８】
前記第１板状結晶から出射されたＸ線ビームは、その伝播ベクトルが前記第２板状結晶の前記側面の長軸方向と直交するように入射されることが好ましい。
【００４９】
前記第１の板状結晶の前記側面は、前記第１の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００５０】
前記第２の板状結晶の前記側面は、前記第２の板状結晶の前記表面及び裏面に対して直交することが好ましい。
【００５１】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることが好ましい。
【００５２】
前記第１の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の短軸方向の幅は、前記第１板状結晶の厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【００５３】
前記第２の板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面は、ほぼ前記側面の形状であることが好ましい。
【００５４】
前記第２板状結晶の前記側面から出射されたＸ線ビームの断面の寸法は、前記第１及び第２板状結晶の厚みによって定まることが好ましい。
【発明の効果】
【００５５】
前述のようなＸ線ビームの断面積の縮小方法及び装置並びにＸ線生成装置及び方法によると、ほぼ平行光のビームを発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を例示的に示すものであって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、この実施の形態を通じて、共通する部材は同一の符号で参照することにする。
【００５７】
〔本実施の形態の原理〕
幅広い入射Ｘ線ビームを薄い結晶の表面から注入し、それを結晶内に閉じ込め、進行波管における電波のように結晶表面に平行して進むＸ線ビームがその密度を次第に上げ、結晶の側面から高密度化されたビームが取り出せる方法をここに提案し、その原理の正当性を示すため、Ｇｅの薄い結晶を用い、放射光実験でビーム密度化が図れること検証した。この方法は、極めて平行性の良い高密度マイクロビームの生成やＸ線レーザに関する研究に役立つものと期待される。
【００５８】
１．Ｘ線閉じ込め効果とビームの高密度化
なぜ結晶内でＸ線の吸収係数がゼロとなり薄膜結晶が導波管のようになるのか共鳴動力学理論により説明する。その基礎となる考え方はT. Fukamachi, R. Negishi, S. Zhou, M. Yoshizawa and T. Kawamura : Acta Cryst. A58 (2002) 552.（以下では文献１という。）による。ブラッグ配置（入射ビーム側の結晶表面から回折ビームが得られる配置、図１参照）においては、トムソン散乱による正常原子散乱因子（ｆ０）による動力学回折と、原子共鳴散乱による異常散乱因子（ｆ’＋ｉｆ’’）の虚数部だけによるそれとはかなり異なった効果がある。ここで、原子散乱因子の実数部（ｆ０＋ｆ’）と虚数部（ｆ’’）との割合を見積もる量として、
ｕ＝（｜Ｆｈｒ｜２−｜Ｆｈｉ｜２）／（｜Ｆｈｒ｜２＋｜Ｆｈｉ｜２）
を用いる。ここでＦｈｒはｆ０＋ｆ’による結晶構造因子で、Ｆｈｉはｆ’’によるものである。従って、Ｆｈｒだけではｕ＝１、Ｆｈｉだけではｕ＝−１である。
【００５９】
ｕ＝１（ここではｆ０のみ）の回折の様子を図１（ａ）及び（ｂ）に示す。ここで結晶は、平行平板でその厚さをＨとする（ｓは結晶構造因子に比例した量（文献１））。そして、Ｒｈは反射率、Ｒｄは透過率である。Ｗは、ブラッグ条件の角度からの差を規格化した量である。図１（ａ）ではＲｈは、−１＜Ｗ＜１の幅広い角度幅においてほぼ１００％で、図１（ｂ）が示すようにＲｈは反射率、Ｒｈ＋Ｒｄ＝１の関係があるので結晶内にＸ線は残らない（通常のＸ線回折は、この様な条件下で行われている）。ｕ＝−１では図１（ｃ）が示すように、Ｗ＝０でＲｈ，Ｒｄ共に最大２５％の鋭いピークとなる。そしてＲｈ＋Ｒｄ＝０．５であるので図１（ｄ）が示すように結晶内に５０％のＸ線が残る（計算にはR. Negishi, T. Fukamachi, M. Yoshizawa, S. Zhou, Z. Xu, T. Kawamura, I. Matsumoto, T. Sakamaki and T. Nakajima:J. App. Cryst. 31(1998)351（以下では文献２という。）の式を用いた）。このＸ線がどうなるのか次に考察する。
【００６０】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に複素分散面（文献１）（実数部が実線、虚数部が点線）を示す。図２（ａ）ｕ＝１、図２（ｂ）ｕ＝−１、そして、図２（ｃ）は、ＦｈｒとＦｈｉとが共存しｕ＝０．９８である。動力学効果により結晶内の線吸収係数μは平均の線吸収係数μ０と異なり、その大きさは、μ＝｜ｋ０ｉ｜／２である。ここでｋ０ｉは結晶内の波数ベクトルの虚数部である。図２（ａ）において、Ｗ＝０で｜ｋ０ｉ｜は大きな値をとるが、図２（ｂ）のｋ０ｉはゼロであるので、後者は結晶によるＸ線の吸収が完全に消える（μ＝０）。図２（ａ）のＦｈｒだけの回折ではμを異常増大させる効果があり、その結果、Ｘ線は結晶内に入れず表面層だけの原子が散乱して高い反射率を示す（消衰効果）。図２（ｂ）のＦｈｉだけの回折では、μを異常減少させる効果があり、Ｘ線は結晶内奥深く侵入し結晶内原子すべてが協調して散乱することによって高い反射率を示す（ボルマン効果）（文献１）。ここではこの回折をボルマン回折と呼ぶ。図２（ｃ）では、法線Ａの角度では、図２（ａ）と同様に｜ｋ０ｉ｜は大きな値をとり、そして法線Ｂの角度では、図２（ｂ）と同様にｋ０ｉはゼロであるので吸収が完全に消える。よってＦｈｒとＦｈｉが共存すると同一の反射で消衰効果とボルマン効果の二つの角度領域がある。ｋ０ｉがゼロとなる角度で、どれだけのＸ線が結晶内に残るか計算で調べた結果、ｓＨ＝１において、ｕ＝−１で５０％、０で４０％、０．９８で９％であり、１で０％である。なお、実際の結晶の多くは図２（ｃ）のような性質を示す。
【００６１】
図１（ｄ）の結晶内に残ったＸ線は、図３（ａ）が示すように結晶が導波管の役割をするので吸収されることなく結晶内を進行してやがて側面に到着し、そしてそこで入射方向と回折方向にＸ線が分離して飛び出すと推測される。これが正しければ図３（ｂ）に示すように、結晶に幅広いＸ線ビームを入射したとしても結晶内の進行波は結晶の厚さで制限されるためビームの密度が高まりそして平行性の良いま取り出せることになる。
【００６２】
２．実験
以上の効果を調べるために、実験はＫＥＫ−ＰＦのビームライン１５Ｃで行った。その光学系を図４に示す。放射光をＳｉ  １１１反射を用いたダブルモノクロメータとＧｅの２２０反射のモノクロメータとで単色化と平行性を高め、そのビームを縦幅約３０μｍ、横幅５００μｍとした。試料結晶の厚さは３０μｍである。撮影に用いた原子核乾板は、イルフォード社の乳膜が２５μｍのものである。２２０反射を選んだのは、熱散漫散乱による吸収を極力おさえるためである。Ｘ線のエネルギーは、Ｇｅの吸収端より１ｅＶ低エネルギー側（１１１０２ｅＶ）を選んだ。その理由は、原子散乱因子の実数部成分に対し虚数部成分の比率を高めて少しでも結晶内に残るＸ線量を増やすためである
測定されたロッキングカーブを図５に示す。このロッキングカーブは、図４の光学系において乾板直前のＧｅ  ２２０を回転させて測定したものである。図中の折線ａは回折強度であり、折線ｂは透過強度である。横軸の単位は秒であり、ブラッグ反射を起こす角度を０とした。矢印Ａの角度では回折波が観測されて透過波がほとんど観測されないことから消衰効果の角度領域とした。また矢印Ｂの角度では回折波の強度は減少しているが、透過波の強度が最大となっているのでここをボルマン効果の角度領域とした。ここで、ボルマン効果は透過光を伴うので、透過光を検出することでボルマン効果の存在を確認することができる。この実験では、少なくとも、ボルマン効果は折線ｂの透過強度が大きい例えば０秒乃至１０秒の角度領域で起こっている。ボルマン効果はブラッグ角から数秒程度離れた角度（矢印Ｂ）で最大となっているが、結晶によってはブラッグ角においてボルマン効果が最大となることもある。いずれにせよ、ボルマン効果はブラッグ角から±数秒程度以内の入射光で最大となる。角度Ａ，Ｂでの写真を図６に示す。図６（ａ）の写真は角度Ａで、図６（ｂ）の写真は角度Ｂである。この写真のコントラストは強度が強いと黒くなる。図６（ａ）では、反射波像見えても側面回折像は見えない。図６（ｂ）では、反射波像、反射方向の側面回折像、透過波像、透過方向の側面回折像とが観測されている。さらに、側面回折像には、干渉縞が観測されている。図６（ｃ）は、ビーム幅６０μｍ、図６（ｄ）は、１２０μｍのビームを入射した時のボルマン角度領域の写真である。図６（ｂ），（ｃ），（ｄ）と比較して、入射ビーム幅が増えるに従って側面回折の強度が増えていることが分かる。
【００６３】
３．結論
以上実験結果から次の事柄を得ることができる。
【００６４】
（１）消衰効果の角度領域では側面回折が観測されなかった。
【００６５】
（２）ボルマン効果の角度領域においてはＸ線閉じ込め効果が観測された。この効果は、Ｘ線ビームが入射した所から側面に到着するまで結晶が導波管の役割をしてその間ビームが結晶外に出てこないことから確認された。
【００６６】
（３）結晶内に閉じ込められたＸ線ビームが側面に到達すると、反射方向と透過方向に分離して結晶外に出ることが確認された。
【００６７】
（４）側面回折には、結晶内の上底または下底での反射回数ｍ（整数）とするとｍ＞０においてＢｒａｇｇ−（Ｂｒａｇｇ）ｍ−Ｌａｕｅ型の干渉縞が観測された。
【００６８】
（５）入射ビーム幅の増大と共に側面回折ビーム密度の増加が観測された。
【００６９】
当実験で確認されたボルマン効果に基づくＢｒａｇｇ−（Ｂｒａｇｇ）ｍ−Ｌａｕｅ型の側面回折は多くの利用分野が考えられる。例えば、側面回折ビームは、平行性が良く、反射・透過の二方向に分離することから、ビームスプリッターとして利用でき、また干渉縞の測定は、精密な結晶構造因子の決定に役立つであろう。中でもＸ線の閉じ込め効果の特徴を生かしたビームの高密度化効果は、超高輝度マイクロビームの生成に役立つ事が期待される。ここで、入射ビームの電場をＥ、幅の増大率をｎ、Ｘ線が結晶内に閉じ込められる率をηとすれば、今回、実験に使用した偏向磁石からの第２世代の放射光ではそのビーム密度が低いため、結晶内のビーム密度はηｎ｜Ｅ０｜２に比例するものと思われる。今回の実験では、ηは約１％、ｎは１から７程度である。Ｇｅの２２０反射において、結晶の厚さをｓＨ＝１が満足するように薄くすると、ηは１０〜１５％、ｎは１００程度が期待されるため、ηを１０％としてηｎを１０程度まで高められる。ここで二つの結晶を用いてＸ方向（σ偏光にとる）とＹ方向（π偏光にとる）で高密度化してマイクロビームを取り出すと、偏光因子をＰとすれば１０×１０×Ｐ／４で２５倍に高密度化される。ここで、ｕを−１に近づけることでηが高められるし、また温度を下げて熱散漫散乱を減らすことで、ｎを増やすことができる。このような改善により、高輝度マイクロビームが得られるようになる。さらに第３世代の放射光であるアンジュレータ等の挿入デバイスからは空間コヒーレンスの良いＸ線ビームが得られ、η｜ｎＥ０｜２、すなわちηｎ２の高密度化ビームが得られる。このようにＸ線レーザの共振器の機能を持つ。以上の考察では、干渉縞の効果を含めていないが、これを考慮するならばさらなる高密度が期待できると思われる。
【００７０】
ここで提案するＢｒａｇｇ−（Ｂｒａｇｇ）ｍ−Ｌａｕｅ型のビーム密度増加（増幅）型の側面回折光学素子は、結晶表面からのＸ線注入が簡単で、しかも結晶内共鳴原子または共鳴核が発生するＸ線（γ線）と入射Ｘ線のエネルギーとを同調できる。このため内部発振可能なＸ線レーザへの応用に役立つものと期待される。
【００７１】
ここでは、原子共鳴散乱による実験結果を示したが核共鳴散乱でも同様の効果が期待され、特にレーザ効果の観測は、ライフタイムの長い核共鳴散乱の方が有利と思われる。
【００７２】
以下では、前述の原理によって実現した高輝度Ｘ線ビームを出射するＸ線生成装置の具体例について説明する。
【００７３】
〔第１の実施の形態〕
図７は、第１の実施の形態のＸ線生成装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【００７４】
この第１の実施の形態のＸ線生成装置は、Ｘ線源と板状結晶を備え、この板状結晶を導光路（導波管）としてＸ線源から入射したＸ線ビームをその断面が線状になるように絞ることにより、高輝度な平行光による線状の断面のＸ線ビームを出射するものである。
【００７５】
すなわち、このＸ線生成装置は、図示しないＸ線源と、第１板状結晶１１とを有する。Ｘ線源は、所定波長で所定断面積を有するＸ線ビームを出射する。Ｘ線源の波長は、第１板状結晶１１でボルマン効果を生じ得る波長である。
【００７６】
第１板状結晶１１は、平面状の表面１１ａ及び裏面１１ｂと、少なくとも一つの平面状の側面１１ｃとを有する。この側面１１ｃは、表面１１ａ及び裏面１１ｂに直交している。この第１板状結晶１１には、格子欠陥の少ない、いわゆる完全結晶を用いる。
【００７７】
第１板状結晶１１は、Ｘ線源から出射したＸ線ビームによる入射光２１が、表面１１ａ及び裏面１１ｂに沿って結晶内を伝播する方向に前記側面１１ｃがあるような位置であって、入射光２１が第１板状結晶１１においてボルマン効果を生じるような入射角度になるような位置で配置される。ここで、ボルマン効果の生じる入射角は、ブラッグ角の±数秒以内の範囲で側面回折光が最大になる位置として選択される。この入射角において、第１板状結晶１１に入射した入射光２１は、共鳴による多重散乱によってボルマン効果を生じる。なお、入射光２１を有効に利用するため、入射光２１となるＸ線ビームの実効的な径は入射面となる表面２１ａの大きさ以下であることが好ましい。
【００７８】
すなわち、Ｘ線源から第１板状結晶１１の表面１１ａに入射された入射光２１は、一部は通常の回折により反射されて第１反射光２２となる。入射光２１の内で第１反射光２２となったもの以外は、第１板状結晶１１内で多重散乱を生じ、一部はこの第１板状結晶１１を透過する第１透過光２３となり、残りは第１板状結晶１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂ間で反射を繰り返し、この第１板状結晶１１が導光路となって側面１１ｃの方向に導かれる。
【００７９】
このように第１板状結晶１１内を側面１１ｃに向かって進む光は、側面１１ｃに達すると、前記第１反射光２２方向に進む第１出射光２４と前記第１透過光２３方向に進む第２出射光２５となって側面１１ｃから出射される。これら第１及び第２出射光２４，２５は、結晶格子による回折光であるため極めて平行度の高いものである。
【００８０】
ここで、側面１１ｃより出射される第１及び第２出射光２４，２５は、ほぼ側面１１ｃの断面形状を有し、断面は線状である。これら第１及び第２出射光２４，２５の断面の短軸方向の幅は、第１板状結晶１１の表面１１ａと裏面１１ｂ間の距離である第１厚みとほぼ等しい。したがって、第１板状結晶１１の第１厚みを設定することにより、所望の厚みを有する線状の断面の第１及び第２出射光２４，２５を得ることができる。
【００８１】
本実施の形態では、表面１１ａ及び裏面１１ｂの大きさに比べてこれら表面１１ａ及び裏面１１ｂ間の第１厚みを小さくすることにより、断面の短軸方向の幅に比べて長軸方向の幅が大きい、前記長軸方向に伸びたほぼ線状の断面を有する第１及び第２出射光２４，２５を得るようにしている。これら第１及び第２出射光２４，２５は、入射光２１となる所定断面積のＸ線ビームによる入射光２１が線状の断面のＸ線ビームに絞られたものであるので、高輝度なものである。
【００８２】
このように、本実施の形態のＸ線生成装置からは、第１及び第２出射光２４，２５として、高輝度で平行光となった線状の断面のＸ線ビームが出射される。このようなＸ線生成装置は、例えば蛍光Ｘ線分光装置に適用することができる。このＸ線生成装置は、線状の断面のＸ線ビームを出射するので、試料における線状の微小領域の分析に好適である。
【００８３】
また、本実施の形態のＸ線生成装置は、高輝度の光を出射するので、試料の測定時間が短縮されるとともに、高ＳＮ比の信号が得られる。また、本実施の形態のＸ線生成装置は、平行光を出射するので、試料の光軸方向の位置調整が不要になり、使用者の負担を軽減する。
【００８４】
〔第２の実施の形態〕
図８は、第２の実施の形態のＸ線生成装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【００８５】
この第２の実施の形態のＸ線生成装置は、Ｘ線源と２枚の板状結晶を備え、第１板状結晶を導光路（導波管）としてＸ線源から入射したＸ線ビームを断面が線状になるように絞り、さらに第２板状結晶を導光路（導波管）として第１板状結晶から出射された線状のＸ線ビームを点状に絞ることにより、高輝度な平行光による点状の断面のＸ線ビームを出射するものである。
【００８６】
すなわち、このＸ線生成装置は、図示しないＸ線源と、第１板状結晶１１と、第２板状結晶１２とを有する。Ｘ線源は、所定波長で所定断面積を有するＸ線ビームを出射する。Ｘ線源の波長は、第１及び第２板状結晶１１，１２でボルマン効果を生じ得る波長である。
【００８７】
第１板状結晶１１は、平面状の表面１１ａ及び裏面１１ｂと、少なくとも一つの平面状の側面１１ｃとを有する。この側面１１ｃは、表面１１ａ及び裏面１１ｂに直交している。この第１板状結晶１１には、格子欠陥の少ない、いわゆる完全結晶を用いる。
【００８８】
第１板状結晶１１は、Ｘ線源から出射したＸ線ビームによる入射光２１が、表面１１ａ及び裏面１１ｂに沿って結晶内を伝播する方向に前記側面１１ｃがあるような位置であって、前記入射光２１が第１板状結晶１１においてボルマン効果を生じるような入射角度になるような位置で配置される。ここで、ボルマン効果の生じる入射角は、ブラッグ角の±数秒以内の範囲で側面回折光が最大になる位置として選択される。この入射角において、第１板状結晶１１に入射した入射光２１は、共鳴による多重散乱によってボルマン効果を生じる。なお、入射光２１を有効に利用するため、入射光２１となるＸ線ビームの実効的な径は入射面となる表面２１ａの大きさ以下であることが好ましい。
【００８９】
第２板状結晶１２は、平面状の表面１２ａ及び裏面１２ｂと、少なくとも一つの平面状の側面１２ｃとを有する。この側面１２ｃは、表面１２ａ及び裏面１２ｂに直交している。この第２板状結晶１２には、格子欠陥の少ない、いわゆる完全結晶を用いる。
【００９０】
第２板状結晶１２は、（１）第１板状結晶１１から出射した線状の断面の第１出射光２４が、表面１２ａ及び裏面１２ｂに沿って結晶内を伝播する方向に前記側面１２ｃがあるような位置で、（２）第１出射光２４の第２板状結晶１２の表面１２ａにおける断面の長軸方向が第２板状結晶２１の側面１２ｃの長軸方向と直交するような位置で、（３）第１出射光２４が第２板状結晶１２においてボルマン効果を生じるような入射角度になるような位置で配置される。
【００９１】
ここで、（１）の条件によって第２板状結晶１２に入射した第１出射光２４の伝播する方向に側面１２ｃが存在することが保証される。また、（２）の条件によって、第２板状結晶１２内において、その側面１２ｃと直交する方向が入射される第１出射光２４の断面の長軸方向になることが保証される。したがって、第２板状結晶１２に入射した第１出射光２４は、第２板状結晶１２内においてその側面１２ｃに対して直交する、一定の幅のビームとなって結晶内部を伝播する。（３）のボルマン反射の条件については、第１板状結晶１１の場合と同様である。
【００９２】
さらに、（４）第１出射光２５の伝播ベクトルと第２板状結晶１２の側面１２ｃの長軸が直交することが好ましい。前記（３）の条件によって第１出射光２４が第２板状結晶１２内において側面１２ｃに向かって一定幅のビームとして進むことが保証されたが、この（４）の条件によって第２板状結晶１２内におけるこのビームの幅が第１板状結晶１１の厚み程度になることが保証される。
【００９３】
すなわち、この（４）の条件は、（３）の条件と併せると、線状の断面の第１出射光２４を含む面、すなわち第１出射光２４の伝播ベクトルとその断面の長軸方向のベクトルによって規定される平面が、第２板状結晶１２の側面１２ｃの長軸方向と直交することを保証する。
【００９４】
ある第１及び第２板状結晶１１，１２が与えられた場合、（１）〜（４）の条件が全て満たされる場合に最も細い第３又は第４出射光２８，２９が得られ、その断面は、一方向をほぼ第１板状結晶１１の厚み、他方向をほぼ第２板状結晶１２の厚みとする矩形となる。
【００９５】
ただし、（４）の条件は必須のものではなく、第１出射光２５の伝播ベクトルと第２板状結晶１２の側面１２ｃの長軸のなす角が９０度に近ければよく、好ましくは９０度±３０度の範囲、より好ましくは９０度±２０度、さらにより好ましくは９０度±１０度の範囲にあればよい。本実施の形態では、この角度はほぼ３０度である。
【００９６】
第２板状結晶１２においてボルマン効果の生じる入射角は、ブラッグ角の±数秒以内の範囲で側面回折光が最大になる位置として選択される。この入射角において、第２板状結晶１２に入射した第１出射光２４は、共鳴による多重散乱によってボルマン効果を生じる。なお、第１出射光２４を有効に利用するため、第１出射光２４となるＸ線ビームの実効的な径は表面１２ａの大きさ以下であることが好ましい。
【００９７】
本実施の形態では、第１板状結晶１１の側面１１ｃから出射された第１及び第２出射光２４，２５の内、第１出射光２４が第２板状結晶１２の表面１２ａに入射される。第１板状結晶１１からの第１出射光２４については、前述の第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００９８】
第２板状結晶１２の表面１２ａに入射された第１出射光２４は、一部は通常の回折により反射されて第２反射光２６となる。入射された第１出射光２５の内で第２反射光２６となったもの以外は、第２板状結晶１２内で多重散乱を生じ、一部はこの第２板状結晶１２を透過する第２透過光２７となり、残りは第２板状結晶１２の表面１２ａ及び裏面１２ｂ間で反射を繰り返し、この第２板状結晶１２が導光路となって側面１２ｃの方向に導かれる。
【００９９】
このように第２板状結晶１２内を側面１２ｃに向かって進む光は、側面１２ｃに達すると、前記第２反射波２６方向に進む第３出射光２８と前記第２透過光２７方向に進む第４出射光２９となって側面１２ｃから出射される。これら第３及び第４出射光２８，２９は、結晶格子による回折光であるため極めて平行度の高いものである。
【０１００】
ここで、第２板状結晶１２には、第１出射光２４が、この第１出射光２４の第２板状結晶１２の表面１２ａにおける断面の長軸方向が第２板状結晶２１の側面１２ｃの長軸方向と直交するような位置で、かつ第１出射光２４の伝播ベクトルと第２板状結晶１２の側面１２ｃの長軸方向が９０度に近い角度になるような位置で入射される。
【０１０１】
すなわち、第２板状結晶１２には、第１出射光２４が、線状の断面の第１出射光２４を含む平面が第２板状結晶１２の側面１２ｃの長軸方向とほぼ直交するように入射される。
【０１０２】
したがって、側面１２ｃより出射される第３及び第４出射光２８，２９は、この側面１２ｃの長軸方向には前記第１厚みとほぼ等しい幅を有し、前記側面１２ｃの短軸方向には第２板状結晶１２の表面１２ａと裏面１２ｂ間の距離である第２厚みとほぼ等しい幅を有する、ほぼ矩形状の断面を有する。したがって、第１の板状結晶１１の第１厚み及び第２板状結晶１２の第２厚みに基づいて、第３及び第４出射光２４，２５の断面が所望の寸法になるように設定できる。
【０１０３】
本実施の形態では、第１板状結晶１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂの大きさに比べてこれら表面１１ａ及び裏面１１ｂ間の距離である第１厚みを小さくし、さらに第２板状結晶１２において表面１２ａ及び裏面１２ｂの大きさに比べてこれら表面１２ａ及び裏面１２ｂ間の距離である第２厚みを小さくすることで、前記第３及び第４出射光２８，２９の断面の寸法が第１及び第２の板状結晶１１，１２の側面１１ｃ，１２ｃの長軸方向に比べて小さい、ほぼ点状の断面を有する第３及び第４出射光２８，２９を得るようにしている。これら第３及び第４出射光２８，２９は、入射光２１となる所定断面積のＸ線ビームによる入射光２１がほぼ点状の断面のＸ線ビームに絞られたものであるので、高輝度なものである。
【０１０４】
このように、本実施の形態のＸ線生成装置からは、第３及び第４出射光２８，２９として、高輝度で平行光となった点状の断面のＸ線ビームが出射される。このようなＸ線生成装置は、例えば蛍光Ｘ線分光装置に適用することができる。このＸ線生成装置は、点状の断面のＸ線ビームを出射するので、試料における点状の微小領域の分析に好適である。
【０１０５】
また、本実施の形態のＸ線生成装置は、高輝度の光を出射するので、測定時間が短縮されるとともに、高ＳＮ比の信号が得られる。また、本実施の形態のＸ線生成装置は、平行光を出射するので、試料の光軸方向の位置調整が不要になり、使用者の負担を軽減する。
【０１０６】
なお、前述の実施の形態においては、第１板状結晶１１から出射される第１出射光２４を第２板状結晶１２に入射するものとしたが、本発明はこれに限定されない。第１板状結晶１１から出射される第２出射光２５を第２板状結晶１２に入射することにより、点状のビームを得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】回折条件と透過率と反射率曲線を示す図である。
【図２】複素分散面を示す図である。
【図３】薄い結晶におけるＸ線ビームの高密度化を説明する図である。
【図４】測定系の概念図である。
【図５】測定したロッキングカーブを示す図である。
【図６】透過像、反射像及び側面回折像を示す図である。
【図７】第１の実施の形態のＸ線生成装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態のＸ線生成装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図９】従来のＸ線生成装置の一例を示す図である。
【図１０】従来のＸ線生成装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１１  第１板状結晶
１１ａ  第１板状結晶の表面
１１ｂ  第１板状結晶の裏面
１１ｃ  第１板状結晶の側面
１２  第２板状結晶
１２ａ  第２板状結晶の表面
１２ｂ  第２板状結晶の裏面
１２ｃ  第２板状結晶の側面
２１  入射光
２２  第１反射光
２３  第１透過光
２４  第１出射光
２５  第２出射光
２６  第２反射光
２７  第２透過光
２８  第３出射光
２９  第４出射光
【図１】
2005265604.tif 000003
【図２】
2005265604.tif 000004
【図３】
2005265604.tif 000005
【図４】
2005265604.tif 000006
【図５】
2005265604.tif 000007
【図７】
2005265604.tif 000008
【図８】
2005265604.tif 000009
【図９】
2005265604.tif 000010
【図１０】
2005265604.tif 000011
【図６】
2005265604.tif 000012